Elektrochemiczne zachowanie wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych amoniakiem

• Autorzy: Walczyk M. , Biniak S.

Warianty tytułu

EN

Electrochemical Behavior of Multi Walled Carbon Nanotubes Modified by Ammonia

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niemodyfikowane oraz utlenione wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) poddane zostały wygrzewaniu w temperaturze 500 oraz 900°C w strumieniu amoniaku. Wykonano badania fizykochemiczne, mające na celu ocenę jakościową efektów modyfikacji. Ponadto badano zachowanie elektrochemiczne uzyskanych materiałów węglowych metodą trójelektrodowej cyklowoltamperometrii w środowisku niewodnym, gdzie elektrodą pracującą była sedymentacyjna warstwa nanorurek węglowych. Wykazano, że azot wiąże się trwale z powierzchnią nanorurek, gdy wygrzewaniu w strumieniu amoniaku w temperaturze 500°C poddano wielościenne nanorurki wstępnie utlenione. Atomy azotu najprawdopodobniej wiążą się z powierzchnią w postaci soli amoniowych oraz amidów o różnej rzędowości. W tych warunkach prawdopodobnie część azotu jest wbudowana w struktury aromatyczne (aromatyczne heterocykliczne, azo-aromatyczne).

EN

Unmodified and oxidized multi walled carbon nanotubes (MWCNT) were heated (500°C and 900°C) in a stream of ammonia. The characteristics of the physicochemical properties of the samples obtained were estimated using various experimental methods. Cyclic voltammetry studies of nano-carbon electrodes in non-aqueous electrolyte were carried out to evaluate the electrochemical behavior of modified MWCNTs. The results of this work conclusively demonstrate the generation of nitrogen-containing moieties on the MWCNT surface only in case of heating at 500°C in a stream of ammonia previously oxidized carbon nanotubes. Probably the nitrogen atoms were bound to the nanotubes surface as ammonium salts, amides with different order of a nitrogen atom and aromatic structures (aromatic heterocyclic, azo-aromatic).

Słowa kluczowe

PL

nanorurki węglowe; modyfikacja; elektrochemia

EN

carbon nanotube; modification; electrochemistry

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 2
• Strony: 235--243
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Walczyk M.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Biniak S.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

Bibliografia

• [1] Walczyk M., Biniak S., Wpływ modyfikacji powierzchni materiałów węglowych na proces adsorpcji jonów miedzi, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2006, 9, 211-222.
• [2] Świątkowski A., Deryło-Marczewska A., Goworek J., Biniak S., Study of adsorption equilibria in the systems ternary liquid mixtures-modified activated carbons, Journal of Colloid and Interface Science 1999, 218, 480-487.
• [3] Serp P., Figueiredo J.L., Carbon Materials for Catalysis, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2009.
• [4] Biniak S., Świątkowski A., Pakuła M., Electrochemical studies of phenomena at active carbon- -electrolyte solutions interfaces, [in:] ed. L.R. Radovic, Chemistry and Physics of Carbon, Dekker, New York 2001, 125-225.
• [5] Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Świątkowski A., The characterization of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups, Carbon 1997, 35, 1799-1810.
• [6] Pakuła M., Świątkowski A., Biniak S., Electrochemical behaviour of modified activated carbons in aqueous and nonaqueous solutions, Journal of Applied Electrochemistry 1995, 25, 1038- -1044.
• [7] Pakuła M., Walczyk M., Biniak S., Świątkowski A., Electrochemical and FTIR studies of the mutual influence of lead(II) or iron(III) and phenol on their adsorption from aqueous solution by modified active carbons, Chemosphere 2007, 69, 209-219.
• [8] Pakuła M., Świątkowski A., Walczyk M., Biniak S., Voltammetric and FT-IR studies of modified activated carbon systems with phenol, 4-chlorophenol or 1,4-benzoquinone adsorbed from aqueous electrolyte solutions, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2005, 260, 145-155.
• [9] Contescu A., Contescu C., Putyera K., Schwarz J.A., Surface acidity of carbons characterized by their continuous pK distribution and Boehm titration, Carbon 1997, 35, 83-94.
• [10] Contescu C., Jagiello J., Schwarz J.A., Heterogeneity of proton binding sites at the oxide/solution interface, Langmuir 1993, 9, 1754-1765.
• [11] Contescu C., Jagiello, J. Schwarz J.A., Proton affinity distributions: A scientific basis for the design and construction of supported metal catalysts, [in:] Studies in Surface Science and Catalysis, eds. G. Poncelet, J. Martens, B. Delmon, P.A. Jacobs, P. Grange, Elsevier, 1995, 237-252.
• [12] Dziubakiewicz E., Hrynkiewicz K., Walczyk M., Buszewski B., Study of charge distribution on the surface of biocolloids, Colloids and Surfaces B-Biointerfaces 2013, 104, 122-127.
• [13] Walczyk M., Biniak S., Usuwanie wtórnych zanieczyszczeń wody pitnej za pomocą modyfikowanych materiałów węglowych, [in:] Diagnozowanie stanu środowiska, metody badawcze, prognozy oraz zarządzanie środowiskiem, ed. J. Garbacz, Bydgoskie Towarzystwo Naukowe, Bydgoszcz 2012, 295-306.
• [14] Biniak S., Pakuła M., Świątkowski A., Walczyk M., Studies on chemical properties of activated carbon surface, [in:] Carbon Materials: Theory and Practice, eds. A.P. Terzyk, P.A. Gauden, P. Kowalczyk, Research Signpost, Kerala, India, 2008, 51-92.
• [15] Walczyk M., Świątkowski A., Pakuła M., Biniak S., Electrochemical studies of the interaction between a modified activated carbon surface and heavy metal ions, Journal of Applied Electrochemistry 2005, 35, 123-130.
• [16] Biniak S., Dzielendziak B., Siedlewski J., The electrochemical behaviour of carbon fiber electrodes in various electrolytes. Double-layer capacitance, Carbon 1995, 33, 1255-1263.
• [17] Arrigo R., Hävecker M., Wrabetz S., Blume R., Lerch M., McGregor J., Parrott E.P.J., Zeitler J.A., Gladden L.F., Knop-Gericke A., Schlögl R., Su D.S., Tuning the acid/base properties of nanocarbons by functionalization via amination, Journal of the American Chemical Society 2010, 132, 9616-9630.